JStorm企业级流式计算引擎

联合创作 · 2023-10-01 06:39

JStorm 是参考 Apache Storm 实现的实时流式计算框架,在网络IO、线程模型、资源调度、可用性及稳定性上做了持续改进,已被越来越多企业使用。JStorm 可以看作是 storm 的java增强版本,除了内核用纯java实现外,还包括了thrift、python、facet ui。从架构上看,其本质是一个基于zk的分布式调度系统


JStorm 的性能是Apache Storm 的4倍, 可以自由切换行模式或 mini-batch 模式:


JStorm Performance




 


Jstorm主要应用场景有:



  1. 信息流处理,如聚合、分析等


  2. 持续计算,如实时数据统计、监控


  3. 分布式rpc调用



Jstorm在内核上对storm的改进有:



  1. 模型简化


  2. 多维度资源调度


  3. 网络通信层改造


  4. 采样重构


  5. worker/task内部异步化处理


  6. classload、HA



模型简化将storm的三层管理模型简化为两层



 jstorm中task直接对应了线程概念,而在storm中是task只是线程executor的一个执行逻辑单元


多维度资源调度 分为cpu、memory、net、disk四个维度,默认情况下:


cpu slots = 机器核数 * 2 -1


memory slots = 机器物理内存 / 1024M


net slots = min(cpu slots, memory slots)


网络通信层 采用了netty + disruptor 替换 zmq + blockingQueue


采样重构 



  1. 定义了滚动时间窗口


  2. 优化缓存map性能


  3. 增量采样时间以及减少无谓数据



Worker/Task内部异步化


异步化和回调是流式框架最基本的两大特征,Jstorm在task的计算中将nextTuple和ack/fail的逻辑分离开来,并在worker中采用单独线程负责流入、流出数据的反序列化及序列化工作


有关jstorm实现的几个关键流程,有兴趣的可以参考源码


1.Nimbus的启动



 2.supervisor的启动



3. worker内部结构



worker的启动需要完成以下几件事:



  1. 读取配置文件,启动进程


  2. 初始化tuple接收队列和发送队列


  3. 打开端口,启动rpc服务


  4. 创建context结构,<component, <stream, output_field>>


  5. 触发各种timer,refresh/reconnection/heartbeat...



task的工作包括:



  1. 创建内部队列,bind connection


  2. 反射component拿到taskObj,创建具体的spout/bolt executor


  3. 反序列化tuple数据,执行处理逻辑


  4. 做stats,heartbeat等



jstorm在数据的完整性和准确性上分别依赖了acker和事务机制


acker本质是独立的bolt,input是fieldGrouping,output是directGrouping;


每个bolt有两个output stream(ACKER_ACK_STREAM_ID/ACKER_ACK_FAIL_STREAM_ID)


每个spout有一个output stream(ACKER_INIT_STREAM_ID),以及两个input stream(ACKER_ACK_STREAM_ID/ACKER_ACK_FAIL_STREAM_ID)
    Spout
        发送给acker 的value <rootid, xor(target_task_list)>
        发送下一级bolt 的value <rootid, 目标taskid>
    Bolt
         下一级bolt需要ack发送给下一级bolt 为<rootid, 新uuid)>发送给acker的value为<rootid, xor(新uuid, $(接收值))>
         下一级bolt不需要ack发送给下一级bolt 为空发送给acker为<rootid, $(接收值)>


事务:批处理+全局唯一递增id+两阶段提交


在发送tuple的时候带上tid来保证“只有一次”的原语,下游逻辑根据tid是否next tid来判断是否需要处理。为了提高效率,会将多个tuple组装成一批赋予一个tid,并用pipeline方式执行processing和commit阶段,其中processing可以并发执行,而commit具有严格的强顺序性。接口coordinator,commitor中做了状态管理、事务协调、错误检查等工作


另外一个用得最多的高级特性就是trident,它对bolt进行了封装,提供了如joins、aggregations、grouping、filters、function等多种高级数据处理能力


最后,谈谈有关jstorm的运维开发


(1)配置优先级:代码 > jstorm.yaml > default.yaml


(2)stream流对比:


      a.fieldsGrouping


      b.globalGrouping - target componet的第一个task


      c.shuffleGrouping - 自定义random,更平均


      d.noneGrouping - 调用random


      e.allGrouping - target component所有task


      f.directGrouping - 指定目标task


      g.customGrouping - 接口customStreamGrouping


(3)jvm调优,优先考虑新生代,开启碎片整理


(4)同一worker内的task,开启定向调度避免网络开销


(5)优雅关闭,reblance或kill前先deactive,等待msg_timeout进行数据清理


(6)其它,hooks、queue-size、topology.max.spout.pending等

浏览 24
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

编辑 分享
举报
评论
图片
表情
推荐
点赞
评论
收藏
分享

手机扫一扫分享

编辑 分享
举报